Dieselmotoren Deutschlandklasse -Diskrepanz-

[ReiMar]

Einen wunderschönen Guten Abend allerseits,

z.Zt. beschäftige ich mich mit Dieselmotoren, aktuell und historisch.
Im Marinebereich kommt man dabei - historisch - um die Bemühungen von kaiserlicher, Reichs- und Kriegsmarine nicht umhin.
Bei den - hervorragenden - threads http://www.forum-marinearchiv.de/smf/index.php/topic,592.0.html und http://www.forum-marinearchiv.de/smf/index.php/topic,10691.0.html
ist mir beim "nachrechnen" zwecks Vergleiche mit anderen Motoren 'was aufgefallen :
Eckdaten   Typ   M9Z42/58   
...
Bohrung                    mm   420   
Hub                           mm  580   
Zylinderhubraum      l       153   
...

Nach meiner alten Formelsammlung zur Berechnung eines ZylinderVolumens ( ( pi x r² ) x h ) komme ich auf 80,355...l x 2 ( doppeltwirkend ) = 160,711... l.
Also : Angaben 153 l, errechnet 160 l.  Wo sind die restlichen 7 l geblieben ?

Ich weiß, dass die Kolben sich nicht gleichförmig, sondern zeitlich auf ihrem Weg etwas "versetzt" im Kolben bewegen, aber dass es zu einer "Überlappung" der Kolbenwege (in diesem Falle ca. 5 cm) kommt wäre mir neu.

Auch wenn ich die Angaben für Bohrung und Hub als "aufgerundet" werte und mit entsprechend verkleinerten Werten rechnen, erreiche ich "minimal" ca 156 l ("fehlen" immer noch 3 l ).

Für Aufklärung und Hilfe - vielleicht habe ich ja irgendeinen grundsätzlichen Denkfehler - hinsichtlich dieser
Diskrepanz
zwischen Angaben und nachprüfender Geometrielehre wäre ich sehr dankbar.

[Teddy Suhren]

Hai

Die Motoren sind doppeltwirkend. Muss man nicht das Volumen der Kolbenstange (die unter dem Kolben sitzt) abziehen? Auf sie wirken nur radiale Kräfte.

[ReiMar]

Nein, denn das, was hinter dem Kolben liegt gehört ja nicht zum Verbrennungsraum um den es geht.

'Tschuldigung, vielleicht hab' ich 'was falsch bezeichnet.

Ich meine natürlich den "Hubraum", also das Volumen, das komprimiert und expandiert wird - VOR dem Kolben
und das die Kolbenvorderseite auf ihrer "Reise" durchläuft - ein Zylindervolumen.

[Peter K.]

... das die Kolbenvorderseite auf ihrer "Reise" durchläuft ...

... aber die Kolbenvorderseite erreicht auch NICHT den Zylinderdeckel! 

[Teddy Suhren]

2x Brennraumvolumen + 1x Kolbenstangenvolumen = x. Könnte das das fragliche Volumen sein?

[ReiMar]

Die Kolbenstangen spielen keine Rolle, die tauchen während der Verbrennung ja nicht im "Verbrennungsraum" - dem "Hubraum" der Motorentechnik - auf.

Hubraum = Huub (Strecke die sich der Zylinder bewegt) x Booohhrung (Kreisfläche des Zylinderkopfes)
Die Kolbenstangen sitzen unter dem Zylinerkopf und - wie gesagt - kommen mit dem verbrennenden Treibstoff-Luftgemisch NIE in Berührung (sollten's zumindest nicht).

@ Peter K.
'Nen Zylinderdeckel bei doppelt wirkenden Zylindern ? 

Hat vielleicht noch jemand 'ne Idee, wo die fehlenden 7 l geblieben sein könnten ?

[Peter K.]

Selbstverständlich ist bei doppelwirkenden Maschinen das Volumen der Kolbenstange zu berücksichtigen!
Daher wird der untere Hub ein geringfügig geringeres Volumen aufweisen als der obere Hub!

[ReiMar]

Würd' ich sagen : JEIN

Bei vertikal angeordneten Zylindern, die auf eine gemeinsame Kurbelwelle wirken kann das schon stimmen, das der untere Hub etwas geringer ausfällt (z.B. zwecks Abstimmung der leicht versetzten, zeitlichen Bewegung an der Kurbelwelle bzgl. Ankunft an oberem und unterem Totpunkt sowie des unterschiedlichen Gewichtes der unteren, kurzen Kolbenstange im Vergeich zur oberen PLUS dem nach unten zur Kurbelwellen reichenden Zuggestänges). Hat allerdings weniger mit einer Volumenminderung des Verbrennungsraumes durch die Kolbenstangen in selbigem zu tun.
Hab' sowas mal im Zusammenhang mit der Entwicklung der Diesel-Flugmotoren von Junkers gelesen.

Gegenbeispiele:
NSU-Renn-Motoren der 50er bis 70er Jahre (liegend auf 2 Wellen)
Napier-Deltic Schnellboot-(Nasty-Klasse in deutschen Diensten: GS Hugin (P6191), GS Munin (P6192) (1960-1964))-Motoren
(drei Zylinder in gleichseitigem Dreieck, in den Ecken je eine Welle)

Bei denen sind die Kobenstangen und Pleuel gleich lang, groß und schwer, wie auch die Zylinderwege jeweils gleich lang sind.

Aber : DANKE 

Wahrscheinlich sind das die fehlenden 7 l bzw. 5 cm Hubweg die mir fehlen (siehe Eingangs-post) und ich hatte das mit den leicht unterschiedliechen Wegen bei oberem und unteren Zylinder vergessen/ausgeblendet.

[Teddy Suhren]

Wir reden vom gleichen?
Doppeltwirkend bedeuten für mich, dass der Zylinder ein geschlossener Raum mit einer Abdichtung um die gerade mit dem Kolben verbundene Kolbenstange zur Kurbelwelle ist. Diese Stange macht nur die lineare Hubbewegung des Kolbens (das eigentliche Pleuel ist erst unterhalb des abgedichteten Zylinders). Zwei Brennräume, einer über dem Kolben und einer unter dem Kolben.
Also ist der unter dem Kolben sitzende Brennraum doch kleiner, wegen der Kooolbenstaaange. 

Edit: Rechtschreibung

[ReiMar]

Dann reden wir von unterschiedlichem.

EIN Zylinderraum mit ZWEI Kolben an oberen und unteren Ende, die sich (mehr oder weniger) gleichsinnig im Zylinder (Verbrennungsraum) bewegen und in der Mitte fast treffen.

Ein Bild sagt mehr als tausend Worte. Doppeltwirkende Zylinder (ähnlich) wie in den MAN-Motoren verwendet siehe Anhang.

[Peter K.]

... DAS ist ein sogenannter Gegenkolbenmotor, eine Spezialität von Junkers, und ganz bestimmt kein typischer MAN-Motor!

[ReiMar]

MEA CULPA, MEA CULPA, MEA MAXIMA CULPA

Sorry - mein Fehler. Peter K., du hast natürlich recht. - UND natürlich auch Teddy Suhren und jetz weiß ich wo die 7 l sind.

Doppeltwirkend - siehe unten. (gell?)

[Peter K.]

Doppeltwirkend - siehe unten. (gell?)

... prinzipiell ja, aber:
Die Skizze zeigt keinen MAN-Motor, sondern den berühmten Burmeister & Wain - Motor 884WS-150 (Baujahr 1932) im "Dieselhouse" in Kopenhagen - lang Zeit der größte doppelwirkende Zweitakter der Welt und übrigens noch immer funktionsfähig!
Videolink 1
Videolink 2

...  und jetzt weiß ich wo die 7 l sind.

... fein!
Für ganz Genaue noch ein kleines Detail:
Die den beiden Verbrennungsräumen zugewandten Seiten des Kolbens waren bei den fraglichen MAN-Motoren nicht etwa flach und gerade, sondern etwas muldenförmig gestaltet. Das sorgte für eine gleichförmigere Verteilung des eingespritzten Brennstoffs und damit zu einer effizienteren Verbrennung. In der oberen Zylinderhaube gab es nur eine Einspritzdüse, in der unteren aber zwei, weil sonst der Treibstoff durch die störende Kolbenstange nicht gleichmäßig genug verteilt werden konnte. Diese beiden Mulden sind natürlich, ebenso wie die Kolbenstange, nicht Bestandteil des Hubraumes!

Nen Zylinderdeckel bei doppelt wirkenden Zylindern?

... richtig! Diese Motoren hatten keinen Zylinderdeckel im eigentlichen Sinn, denn der Zylinder bestand aus einem Mittelstück und zwei, oben und unten aufgesetzten Zylinderhauben. Insofern war meine Formulierung falsch, aber ich meinte natürlich das Ende dieser beiden Hauben. Ich wollte auch nur darauf hinweisen, dass der Hubraum nicht dem Zylindervolumen entspricht! 

[ReiMar]

Danke nochmals für deine gern angenommenen Belehrungen. 

Die Skizze hatte ich "mal so auf die Schnelle" zum besseren Verständiss des Arbeitsprinzips ... gefunden.
(Da ich nix entsprechendes zu den MAN-Motoren finden konnte/kann )

Tolle Videos !

[Teddy Suhren]